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世界最深高鐵車站正緊張施工 八達嶺長城下打隧道

2017年07月31日 09:02 | 來源:人民日報
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制圖:沈亦伶

長城下的高鐵軌道、全球最長的沙漠高速公路、千年古城的地下管廊…… 一批建設(shè)中的“超級工程”充分展示“中國建造”的實力,也將深刻地改變?nèi)藗兊纳睢?/p>

這些“超級工程”如何建起來?有哪些不為人知的細節(jié)?日前,本報記者走進施工現(xiàn)場,跟隨建設(shè)者的腳步,體驗“中國建造”的不易與創(chuàng)新,告訴讀者一個個真實的“超級工程”。

——編 者

暑期來臨,八達嶺長城上游人如織??峙潞苌儆杏慰椭?,就在八達嶺長城世界文化遺產(chǎn)核心區(qū)的正下方,即將于2019年底通車的京張高鐵正線最長隧道正在施工。這個隧道不是采用當下流行的盾構(gòu)機施工,而是爆破法,甚至一天要“炸”十幾次!

嚯,這可真是“太歲頭上動土”!7月的一天,記者戴上安全帽和防護口罩,走進這個地下102米處的神秘工地,一探究竟。

建筑面積3.6萬平方米

這個巨大的地下迷宮,將是世界最深、亞洲最大的地下高鐵站,旅客將在地下百米換乘

一進隧道洞口,柴油和硫磺混合的刺鼻味道撲面而來?;璋档臒艄庀?,京張高鐵新八達嶺隧道的工地猶如巨大的迷宮,道口交錯,七扭八轉(zhuǎn),不時有3米高的大挖掘機、2米高的鏟車,還有各式運材料的皮卡擦身而過。若不是每個路口上方掛著小巧的管井標號,恐怕真會迷路。

記者采訪過的隧道數(shù)量也有兩位數(shù)了,以往沒見哪個隧道里有這么多岔路口,為何新八達嶺隧道里洞室如此復(fù)雜?

“京張高鐵的新八達嶺隧道,不僅是全線最長的隧道,隧道內(nèi)還設(shè)置了八達嶺長城站,因此隧道內(nèi)不僅要修建三層地下結(jié)構(gòu),還要修建出78個大小洞室,連斷面型式都高達88個,洞室交叉節(jié)點如此密集,使八達嶺長城站成為國內(nèi)最復(fù)雜的暗挖洞群車站?!敝需F五局華北指揮部指揮長陳彬說。

全長12.01公里的新八達嶺隧道,位于北京市昌平區(qū)南口鎮(zhèn)至延慶區(qū)區(qū)段,是京張高鐵的重點工程和控制性工程。這條隧道與地面的距離,最淺處只有4米,最深處卻有432米。

隧道內(nèi)的八達嶺長城站,建筑面積達3.6萬平方米,軌道距離地面102米,建成后將成為世界最深、亞洲最大的山嶺地下火車站。根據(jù)設(shè)計,車站分三層地下結(jié)構(gòu),自下而上分別為站臺層、進站層及出站層(設(shè)備層),保證了進出站旅客互不見面,客流更順暢。

這么深的車站,旅客進出是否便利?能否保證安全?

“盡管在地下百米換乘,但是旅客進出站很方便,也很安全?!敝需F五局京張高鐵三標項目部副經(jīng)理代龍震介紹,車站采用了諸多創(chuàng)新設(shè)計,首次采用疊層進出站通道形式,實現(xiàn)了進出站客流完全分離和進出站口均衡布置。首次采用一次提升長大扶梯及斜行電梯等先進設(shè)備,旅客垂直提升高度達62米,將使八達嶺長城站成為目前國內(nèi)旅客提升高度最大的高速鐵路地下車站。更重要的是,車站首次采用環(huán)形救援廊道設(shè)計,“變廢為寶”,將輔助施工、竣工棄用的斜井變?yōu)橛谰眯跃仍ǖ?,使這個大型地下車站具備了緊急情況下快速無死角救援的條件。

一天最多掘進2米

每天至少抽干10個標準8道游泳池的蓄水量

走在隧道里,不時看到有工人用電齒輪打磨挖掘機的車鏟,火花四濺。干了20年隧道施工的楊家川,指著一排圓滑的鏟尖,無奈地自嘲:“挖了這么多年隧道,這地方真是最難啃的‘硬骨頭’!看看這鏟齒,挖一般圍巖一個月才需要磨它一次,現(xiàn)在7到10天就得磨!”

打隧道,就是與巖石“斗智斗勇”,而八達嶺隧道可是把“硬骨頭”。

2016年4月15日施工首日,挖掘機一鏟子下去,項目部就發(fā)現(xiàn)“中獎了”。“挖掘機一挖,我們就知道施工難度至少翻倍?!敝需F五局京張高鐵三標項目部項目經(jīng)理蔣思介紹,根據(jù)勘測設(shè)計圖顯示,八達嶺隧道主攻二、三級圍巖,那么一天至少可以推進6米至8米,可是一打洞就發(fā)現(xiàn),這里圍巖至少是四、五級?!懊恳淮伪坪蠖家摷?、掛鋼筋網(wǎng)、噴混凝土,工序復(fù)雜,作業(yè)時間也要翻倍,一天最多掘進2米。”

實際上,京張高鐵八達嶺隧道的施工確實面臨“三座大山”。

地質(zhì)復(fù)雜容易塌。八達嶺隧道所處區(qū)域,地質(zhì)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育,洞身穿越兩條斷層,存在巖爆、濕陷性黃土、軟巖大變形等高風險地質(zhì),屬于極高風險等級的施工項目,稍有不慎,就會引起坍塌。

地形起伏相當大。由于隧道穿越軍都山,兩邊高中間低,地形起伏較大。這一方面導(dǎo)致進入隧道施工主戰(zhàn)場的斜井橫斷面太小,7.5米的寬度和6.5米的高度,無法容納大直徑盾構(gòu)掘進機;另一方面,斜井必須依從山體坡度走勢,經(jīng)歷大轉(zhuǎn)彎,才能進入隧道施工面。

“一號斜井轉(zhuǎn)彎超過80度,二號斜井轉(zhuǎn)彎超過135度,盾構(gòu)掘進機這種動輒百米,甚至上千米的龐然大物,無法在這么小的區(qū)域內(nèi)完成如此大角度的轉(zhuǎn)身。所以,這個隧道就只能采用爆破法?!贝堈鹫f。

地下涌水頻頻發(fā)。地下施工最怕碰到暗河或地下水。風槍打孔中突然涌水,不僅會淹沒機器設(shè)備,影響人身安全,高水壓還有可能導(dǎo)致塌方??砂诉_嶺隧道施工區(qū)域的地下水深恰恰根據(jù)地形起伏以及季節(jié)不同變化幅度較大,不知打到哪里就會冒出個“大噴泉”,每天正常涌水量近1.9萬立方米,相當于一天要抽干10個標準8道游泳池的蓄水量,更何況最大日涌水量高達5.6萬立方米。

“正是因為施工環(huán)境非常復(fù)雜,在這里打隧道,不僅要膽大心細,更要借助技術(shù)創(chuàng)新?!睋?jù)代龍震介紹,項目部設(shè)計采用了納米噴射混凝土增強初期支護強度,特別是在大跨度過渡段,創(chuàng)造了頂洞超前、分層下挖、預(yù)留核心、重點鎖定、高性能混凝土一次澆筑成型的“品”字型分部挖掘法,為今后大跨度隧道采用爆破法施工提供了新智慧。

已爆破4500多次

“長城腳下爆破”,采用精準微爆破新技術(shù),每爆破一次只相當于在長城上跺一下腳

“一會兒有次‘小爆’,你注意聽從指揮,到隧道拐角掩體處等待?!贝堈鹪捯粑绰?,百米外一條隧洞內(nèi)就傳出了刺耳的長哨聲。

原來,爆破隊伍已經(jīng)埋好了雷管,并開始離場,只留爆破員張學華斷后。張學華一邊慢慢放長手中導(dǎo)火線往掩體處走,一邊吹哨;一旁的高個兒壯漢一邊揮舞著手電,一邊喊著,“注意腳下,迅速撤離!”

14時38分,現(xiàn)場施工人員都集合到了爆破點200米外的掩體處,原本風槍聲、車輪聲、機器打磨聲一片嘈雜的隧道內(nèi),鴉雀無聲。

“5、4、3、2、1……”“嘭”的一聲巨響在耳邊炸開,沖擊波將身體狠狠一壓,心臟仿佛要跳出胸腔。半晌后,一片揚塵從洞里飄散出來。

“這才是68公斤火藥的小爆破,我們還有200多公斤的大爆破,那個沖擊更震撼!”張學華安慰記者,“不過你別擔心,藥量都是嚴格控制的,咱們要注意工友的安全,也得護住老祖宗留下的寶貝不是?”

張學華口中的寶貝就是長城。京張高鐵八達嶺隧道一次并行水關(guān)長城、兩次穿越八達嶺長城,距離頭頂?shù)陌倌昃堣F路青龍橋車站不過4米。這么多“國寶”聚集本就給施工帶來挑戰(zhàn),更何況工期緊、任務(wù)重,11個工作面同時工作,一天放炮至少十三四次,每一次都要組織人員設(shè)備退避,如何才能既避免爆破集中導(dǎo)致共振、擾動周邊文物,又避免爆破間隔太大、影響施工進度?

精準微爆破減輕震動。據(jù)介紹,傳統(tǒng)爆破技術(shù)震速高,震感比較強裂,在地下百米作業(yè),對長城的擾動類似于汽車怠速時玻璃窗的震動,而精準的電子雷管減震爆破施工技術(shù),能使爆破震動的幅度和分貝降到最低,當震速控制在0.16厘米/秒左右時,每爆破一次只相當于在長城上跺一下腳。

靜態(tài)微爆破減少擾動。在埋深只有4米的青龍橋車站下方,約40米的隧道施工是在風槍打眼處放入一種特殊的膨脹劑,使巖石慢慢被撐裂,再人工開鑿,機械推進,最大限度地保護百年京張鐵路不受地下施工的擾動。

即便周邊沒有文物,八達嶺隧道的爆破也挑戰(zhàn)多多。洞室群多導(dǎo)致小間距爆破多,洞室間最窄的地方只有2米厚,一旦爆破失敗,就意味著隧道塌方。項目部一方面采用預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù),增強較弱巖層的穩(wěn)定性,避免巖層錯動;另一方面,在使用電子雷管減震的同時,也專門成立監(jiān)控小組,實時監(jiān)測爆破震速,減少了施工對山體的擾動。

“從今年春節(jié)后開工到7月27日,隧道內(nèi)已經(jīng)爆破4500多次,數(shù)據(jù)一切正常。我自己去八達嶺長城上體驗過,真沒感覺地下正炸著呢。我現(xiàn)在就盼著高鐵穿長城的一景呢!”張學華說。


編輯:薛曉鈺

關(guān)鍵詞:高鐵車站 八達嶺長城

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